Lösungen sind überall. Die Tränen in deinen Augen sind eine Lösung aus Wasser und Salz, und der Nektar in Blumen ist eine Lösung aus Wasser und Zucker. In Chemie und Biologie besteht eine Lösung aus einem Lösungsmittel und einem gelösten Stoff und das Lösungsmittel ist definitionsgemäß die Komponente mit der höheren Konzentration. Eine Lösung ist normalerweise eine Flüssigkeit, aber das muss nicht sein. Metallegierungen sind Beispiele für feste Lösungen; Um beispielsweise Edelstahl herzustellen, fügen die Hersteller geschmolzenes Chrom zu geschmolzenem Stahl hinzu und lassen die Mischung abkühlen. Bei Edelstahl ist die Konzentration von Stahl höher, also ist es das Lösungsmittel und Chrom ist der gelöste Stoff.
Der gelöste Stoff löst sich im Lösungsmittel auf
Um als Lösung zu gelten, muss ein Lösungsmittel einen gelösten Stoff enthalten. Die Auflösung ist ein elektrostatischer Prozess, bei dem die Lösungsmittelmoleküle die des gelösten Stoffes umgeben und sie zum Aufbrechen zwingen. Eine Lösung ist keine Suspension oder Emulsion, das heißt eine Flüssigkeit, die ungelöste Partikel enthält. Ein anderes Wort für diese Art von Mischung ist ein Kolloid. Da die Partikel groß und ungelöst sind, verleihen sie der Mischung ein trübes oder milchiges Aussehen. Apropos milchig, Milch ist ein klassisches Beispiel für eine kolloidale Mischung.
Polare und unpolare Lösungsmittel
Wasser ist eines der bekanntesten und besten Lösungsmittel der Welt und der Grund dafür ist die hohe Polarität des Wassermoleküls. Der Mechanismus, nach dem es gelöste Stoffe löst, gilt für alle ähnlich polaren Lösungsmittel wie Methanol. Die Geometrie des Moleküls verleiht ihm unterschiedliche positive und negative Enden und die Fähigkeit, elektrostatisch mit den Molekülen polarer gelöster Stoffe zu interagieren. Wassermoleküle werden von elektrisch geladenen gelösten Molekülen angezogen. Wenn die Anziehung stark genug ist, um die gelösten Moleküle auseinander zu brechen und gleichmäßig zu verteilen, löst sich der gelöste Stoff auf. Unpolare gelöste Stoffe wie Fette, Öle und Fette lösen sich nicht in Wasser auf. Im besten Fall erzeugen sie eine Emulsion.
Unpolare Lösungsmittel wie Tetrachlorkohlenstoff und Benzol lösen auch gelöste Stoffe durch elektrostatische Anziehung. Die Lösungsmittelelektronen neigen dazu, sich auf einer Seite des Moleküls zu gruppieren und ähnlich große, unpolare gelöste Moleküle anzuziehen. So lösen sich Fette, Fette und Öle, die sich nicht in Wasser lösen, in unpolaren Lösungsmitteln.
Organische und anorganische Lösungsmittel
Neben der Polarität kategorisieren Chemiker Lösungsmittel nach ihrer chemischen Zusammensetzung. Anorganische Lösungsmittel, wie beispielsweise Wasser und Ammoniak, enthalten keinen Kohlenstoff. Organische Lösungsmittel (kohlenstoffhaltige) können mit Sauerstoff angereichert werden, das heißt, sie enthalten Sauerstoff. Beispiele sind Alkohole, Ketone und Glykolether. Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel enthalten nur Kohlenstoff und Wasserstoff; Benzin, Benzol, Toluol und Hexan sind einige Beispiele. Schließlich enthalten halogenierte Lösungsmittel eines der Halogene: Chlor (Cl), Fluor (F), Brom (Br) oder Jod (I). Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform und Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) sind einige Beispiele für halogenierte Lösungsmittel.
Lösemittelbasierte Farbe
Das Wort "Lösungsmittel" wird in der Welt der Lackiertechnik eher sorglos herumgeworfen. Technisch gesehen enthalten alle Farben ein Lösungsmittel – es ist ein wichtiger Inhaltsstoff. Wenn Farbtechnologen jedoch eine Farbe als "lösemittelbasiert" bezeichnen, sprechen sie von einer Farbe, die kein Wasser enthält. Es kann Terpentin oder eines einer Reihe anderer organischer Lösungsmittel enthalten, einschließlich Toluol, Xylol oder Lösungsbenzin. Nach dieser ungenauen Sprache ist das Gegenteil eines lösemittelhaltigen Lackes ein wasserbasierter Lack, obwohl Wasser wohl das beste Lösemittel der Welt ist. Stelle dir das vor.